Амплитуды прошедшего

Излучающий и приемный преобразователи устанавливают на очищенную и смазанную маслом поверхность стеклопластика (рис. 92). Расстояние между преобразователями обычно составляет L0 — 200 мм. Скорость звука с •= L6/t. Для измерения затухания один из преобразователей устанавливают на расстоянии 1г = L0/2. Измеряя с помощью аттенюатора изменение амплитуды принятого сигнала, находят значение ос.

обычно наблюдаемое увеличение амплитуды принятого сигнала.

Амплитуда боковой волны пропорциональна высоте трещины. На рис. 1.35, а показаны зависимости амплитуды принятого донного сигнала — кривая 1, сигналов боковых волн, принятых на прямом ходе луча — кривая 2 (приемник //) и на обратном ходе луча — кривая 3 (приемник /). Для сравнения приведена кривая 4 сигнала, дифрагированного на краю трещины, расположенной посредине образца, по первому типу дифракции. Зависимости получены для образца из стали марки 45, размерами 200 X X 80X120 мм, f = 2,5 МГц.

Рис. 1.35. Зависимости амплитуды принятого сигнала от высоты трещины (а) и угла ввода приемника (б):

Рис. 1.37. Зависимости амплитуды принятого сигнала при рефракции продольных (а) и поперечных (б—г) волн в закаленном слое валков от расстояния между

На рис. 1.37, б показаны зависимости амплитуды принятого сигнала поперечных волн от расстояния между преобразователями для четырех валков, полученные при различных частотах и углах ввода ультразвуковых волн. Отметим, что кривые для поперечных и продольных волн существенно различаются. В первом случае нет левой снижающейся ветви. Это следует из законов образования волн дифракции третьего типа, поскольку при излучении под вторым критическим углом головная волна и боковая в верхней среде, являясь поперечными волнами, не фиксируется приемным преобразователем. Кроме того, максимумы для поперечных волн выражены более значительно, чем для продольных волн, что делает предпочтительным их применение при измерении толщины закаленных слоев валков.

Рис. 5.41. Зависимости амплитуды принятого сигнала продольной волны, дифрагированной на плоскостном (а) и трансформированной на объемном (б) дефектах, от их размеров:

На рис. 9.9 показаны теоретическая (кривая /) и экспериментальная (кривая 2) зависимости амплитуды принятого сигнала, рефрагированного в валке, от расстояния между точками наблюдения и приема. Расчетные амплитудные зависимости, как и экспериментальные, имеют несколько максимумов. Измерения проводили на валках диаметром 400 мм, длиной 2,5 м на частотах 2,5 и 5,0 МГц; излучатель и приемник — наклонные преобразова-

Область пространства, в которое преобразователь излучает и из которого может принимать волны, называют акустическим полем. Поле излучения преобразователя - зависимость амплитуды излучения от положения исследуемой точки В в пространстве. Поле приема - зависимость амплитуды принятого преобразователем сигнала от положения в пространстве точечного источника В излучения. Поле излучения-приема - зависимость амплитуды принятого сигнала от положения в пространстве точечного отражателя В, рассеивающего одинаково по всем направлениям и облучаемого тем же преобразователем. Обычно оно пропорционально квадрату поля излучения, поэтому далее часто говорится только о поле излучения с учетом его идентичности с полем приема.

Дополнительным признаком дефекта является обычно наблюдаемое увеличение амплитуды принятого сигнала (см. разд. 2.5).

Рассмотренные вибраторы обладают значительной добротностью (Q > 10) и используются парами. Поэтому для достижения максимальной амплитуды принятого сигнала собственные частоты излучающего и приемного вибраторов должны совпадать. Даже при полной идентичности вибраторов различие импедансов их электрических цепей может вызвать различие собственных частот, достаточное для значительного изменения уровня принятого сигнала.

На рис. 3.19, б показано изменение амплитуды прошедшего сигнала во времени. Интервал 6 соответствует сдавливанию металла электродами — наблюдают прохождение слабого сигнала. В интервале 7 пропускают электроток. Если образуется литое ядро, сигнал падает практически до нуля (сплошная линия), так как через расплавленный металл ядра поперечная волна не проходит. Если ядро не образуется, сигнал лишь несколько уменьшается под действием разогрева металла (штриховая линия). После остывания наблюдают возрастание амплитуды 8. Признаком доброкачественной сварки является, таким образом, резкое падение амплитуды в момент образования литого ядра.

Таким образом, прошедший импульс, в отличие от известных решений, описывается конечной суммой многократно отраженных импульсов, амплитуда которых убывает с ростом числа отражений не только благодаря коэффициентам отражения от границ слоя, но и в связи с уменьшением энергетических коэффициентов. Так как максимум амплитуды прошедшего импульса формируется в области максимума амплитуды исходного импульса, то число М импульсов, характеризующих амплитуду прошедшего импульса, определяется целой частью соотношения

Аппаратура для контроля теневым методом проще эхо-дефектоскопа (рис. 2.12). Синхронизатор /, генератор радиоимпульсов 2, излучатель 3, приемник 5, усилитель 6, временной селектор 7 и пороговый индикатор 8 (регистратор с амплитудным дискриминатором) выполняют те же функции, что и в эхо-дефектоскопе. Импульсные приборы используют гораздо чаще, чем приборы с непрерывным излучением, так как, применяя достаточно короткие импульсы (см. подразд. 3.4), легче избавиться от помех, связанных с изменением амплитуды прошедшего сигнала в результате интерференционных явлений (например установлением стоячих волн) в изделии 4 и слоях жидкости. Стробируя время прихода сквозного сигнала за счет связи синхронизатора и временного селектора, уменьшают действие внешних электрических шумов.

волн в направлении волновой нормали. 'Причем характер изменения амплитуды прошедшего через шов сигнала практически тождествен зависимостям, приведенным в [3]. Наименьшее затухание в направлении максимальной скорости объясняется фокусировкой пучка продольных волн [90, 91 ].

При зеркально-теневом методе контроля оптимальное значение Хи выбирали из условия получения максимальной амплитуды прошедшего сигнала (рис. 6.43). Оказалось, что это условие хорошо выполняется при Хи = 2d tg a.

коротком пути ультразвука в изделии, недостаточно для усреднения влияния отдельных зерен, в результате чего возникают осцилляции амплитуды прошедшего этот путь УЗ-импульса.

На рис. 9.23 показаны кривые изменения амплитуды прошедшего сигнала головной волны в зависимости от глубины щели, имитирующей суммарное действие надреза и развивающейся от него трещины. Установлена возможность измерения более глубоких дефектов при увеличении расстояния между преобразователями. Например, используя преобразователи на частоту

Ниже в качестве примера приведены некоторые результаты, полученные при использовании предложенных методик исследования усталостных разрушений. На рис, 9,24, а показаны кривые изменения амплитуды прошедшего сигнала поверхностной волны в зависимости от числа циклов нагруженич гладкого образна, В начале наблюдается некоторое улучшение прохождения ультразвука, связанное, по-видимому, с упрочнением материала. Далее прохождение ухудшается. Здесь четко проявляется эффект «возврата»: прошедший сигнал восстанавливается после прекращения испытаний и выдержки в течение нескольких десятко? минут или часов. Этот эффект может быть объяснен закреплением дислокаций.

Повышение частоты УЗ-колебаний приводит к тому, что отмеченные стадии процесса разрушения наблюдаются при меньшем числе циклов нагружения. Тот же эффект дают другие изменения условий эксперимента, направленные на концентрацию УЗ-энер-гии в зоне максимальных деформаций, например фокусировка ультразвука, выполнение надреза, который огибает поверхностная волна. На рис. 9.24, б показаны кривые изменения амплитуды прошедшего сигнала поверхностной волны в зависимости от числа циклов нагружения образца с надрезом глубиной 1,025 мм. Вершина надреза имеет полукруглую форму радиусом 0,1 мм. В этом случае осцилляции возникают уже на стадии начального ослабления сигнала.

EN 12668-2 рекомендует методы экспериментального измерения диаграмм направленности преобразователя. Наиболее точный из них состоит в измерении амплитуды прошедшего сигнала с помощью ЭМА-приемника на цилиндрической поверхности образца, подобного СО-3. Исследуемый преобразователь при этом помещают на плоской поверхности образца в точке, где амплитуда эхосигнала от цилиндрической поверхности максимальна. Предлагаются также способы оценки диаграмм направленности по боковым цилиндрическим отверстиям, как на рис. 2.68, или отверстиям со сферическим дном. Корректировка результатов измерений на изменение расстояния от преобразователя до отражателя, происходящее при перемещении преобразователя, не предусматривается.

амплитуды прошедшего сигнала